CN102322830B - 一种用于三坐标测量机的微调装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种用于三坐标测量机的微调装置，其特征在于：微调装置主要包括光杆和螺母装置，光杆与底座转动连接，螺母装置包括一壳体，壳体与运动部件固定连接，光杆从壳体中穿过，在壳体上设有至少三个滚轮，滚轮均匀设置于光杆周向外侧，滚轮中一个为动滚轮，其余为静滚轮，静滚轮的轮轴与壳体固定连接，静滚轮的轮表面与光杆接触，一压下机构与壳体滑动连接，此压下机构可沿垂直于光杆轴向的方向运动；压下机构具有动力单元，驱动该压下机构推动动滚轮的轮轴运动；滚轮的轮轴线相对于光杆的轴线均具有一偏角θ，该偏角θ使光杆被滚轮夹紧且光杆转动时光杆施给滚轮的摩擦力具有一平行于光杆轴向的分力。本发明加工成本低、传动可靠。

Description

一种用于三坐标测量机的微调装置

技术领域

本发明属于精密测量领域，具体涉及一种用于三坐标测量机的微调装置。

背景技术

在进行模具、手机配件、冲压件、钟表、汽车零配件等行业的机械制造、检测或研发时，对工件的质量与精度的要求愈来愈高，需要对工件表面上点的x、y、z三个方向的坐标进行精确测量，这就需要使用三坐标测量机（又称三坐标量床）。三坐标测量机主要包括水平的工作台、数据处理器、工作台上在x、y方向移动的支架以及支架上在z方向移动的测量轴等，测量轴的下端固定测头。待测工件放置在工作台上，工作台上x方向的传动装置使支架以及支架上的测量轴和测头在x方向移动，此时工作台为底座，支架为运动部件；工作台上y方向的传动装置使支架以及支架上的测量轴和测头在y方向移动，此时工作台为底座，支架为运动部件；支架上z方向的传动装置使测量轴和测头在z方向移动，此时支架为底座，测量轴为运动部件。当测头感测到工件表面点后即传送讯号，测头在三个方向的位移被测量，数据处理器计算出工件表面点的坐标，以判断工件的尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。

为满足高精密的测量需要，在x、y、z三个方向都设有精密传动装置，以对测头的运动进行微调。目前常用的微调装置为丝杠，但是要达到微米级的精密传动，需对丝杠进行精细加工，结构复杂，加工成本高。

发明内容

本发明提供一种加工成本低、传动可靠的用于三坐标测量机的微调装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：上述技术方案中的有关内容解释如下：一种用于三坐标测量机的微调装置，所述三坐标测量机主要包括底座和运动部件，其特征在于：所述微调装置主要包括光杆和螺母装置，所述光杆与底座转动连接，所述螺母装置包括一壳体，该壳体与所述运动部件固定连接，所述光杆从壳体中穿过，在该壳体上设有至少三个滚轮，所述滚轮均匀设置于所述光杆周向外侧，所述滚轮中一个为动滚轮，其余为静滚轮，所述静滚轮的轮轴与壳体固定连接，所述静滚轮的轮表面与光杆接触，一压下机构与所述壳体滑动连接，此压下机构可沿垂直于光杆轴向的方向运动；所述压下机构具有动力单元，驱动该压下机构推动所述动滚轮的轮轴运动，使所述动滚轮的轮表面抵接光杆；所述滚轮的轮轴线相对于光杆的轴线均具有一偏角θ，该偏角θ使光杆被滚轮夹紧且光杆转动时光杆施给滚轮的摩擦力具有一平行于光杆轴向的分力。

1、上述方案中，所述压下机构主要包括气缸、弹簧和压合块，所述压合块与壳体滑动连接，此压合块可沿垂直于光杆轴线的方向运动，所述动滚轮的轮轴与压合块的一端固定连接，所述气缸的活塞作用在垂直于光杆轴线的方向，所述压合块的另一端固定连接所述活塞的一端，所述活塞的另一端与壳体之间设置有所述弹簧，所述弹簧作用在向光杆轴线垂直压紧的方向上。

2、上述方案中，所述光杆的杆端具有手轮。

本发明工作原理是：不需微调时，气缸通气，使活塞带动压合块远离光杆，且活塞压缩弹簧，压合块连接的动滚轮的轮表面与光杆不接触，静滚轮、动滚轮共同对光杆没有夹紧作用；需微调时，气缸内气体排出，弹簧的伸展推动气缸活塞带动压合块朝向光杆运动，压合块带动动滚轮的轮表面向光杆抵压，动滚轮、静滚轮共同夹紧光杆，光杆转动时光杆与滚轮间产生摩擦力，依靠摩擦力光杆带动滚轮一起转动，滚轮的轮轴线相对于光杆的轴线具有一偏角θ，该偏角θ使光杆被滚轮夹紧且光杆转动时光杆施给各滚轮的摩擦力具有一平行于光杆轴向的分力，使滚轮的轮心相对于光杆移动，由于滚轮的轮轴固定在螺母装置的壳体上，螺母装置的壳体又与运动部件固定连接，因此运动部件相对于光杆移动，控制光杆的半径、光杆的转速和偏角θ的大小，实现对运动部件微调程度的控制。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明当光杆的半径和光杆的转速一定时，运动部件相对于光杆的移动速度亦即微调程度由螺母装置中的滚轮轴线相对于光杆轴线的偏角θ决定，即只需调整该偏角θ的大小就可以控制微调的程度，螺母装置的制造要求降低，可节省加工成本。

2、由于本发明的滚轮中一个为动滚轮，其余都为静滚轮，不会出现各滚轮运动不同步从而导致传动装置打滑的现象，传动可靠。

附图说明

附图1为本发明较佳实施例的主视图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为附图1的B-B剖视图；

附图4为附图1中的螺母装置的结构示意图。

以上附图中：1、光杆；2、壳体；3、滚轮；4、动滚轮；5、静滚轮；6、压下机构；7、气缸；8、弹簧；9、压合块；10、活塞；11、手轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1～4所示，一种用于三坐标测量机的微调装置，三坐标测量机主要包括底座和运动部件，微调装置主要包括光杆1和螺母装置，光杆1与底座转动连接，螺母装置包括一壳体2，该壳体2与运动部件固定连接，光杆1从壳体2中穿过，在该壳体2上设有三个滚轮3，在其他实施例中滚轮3的数量可为四个或更多个，滚轮3均匀设置于光杆1周向外侧，滚轮3中一个为动滚轮4，其余为静滚轮5，静滚轮5的轮轴与壳体2固定连接，静滚轮5的轮表面与光杆1接触，一压下机构6与壳体2滑动连接，此压下机构6可沿垂直于光杆1轴向的方向运动；压下机构6具有动力单元，驱动该压下机构6推动动滚轮4的轮轴运动，使动滚轮4的轮表面抵接光杆1；滚轮3的轮轴线相对于光杆1的轴线均具有一偏角θ，该偏角θ使光杆1被滚轮3夹紧且光杆1转动时光杆1施给滚轮3的摩擦力具有一平行于光杆1轴向的分力。

压下机构6主要包括气缸7、弹簧8和压合块9，压合块9与壳体2滑动连接，此压合块9可沿垂直于光杆1轴线的方向运动，动滚轮4的轮轴与压合块9的一端固定连接，气缸7的活塞10作用在垂直于光杆1轴线的方向，压合块9的另一端固定连接活塞10的一端，活塞10的另一端与壳体2之间设置有弹簧8，弹簧8作用在向光杆1轴线垂直压紧的方向上。

三坐标测量机不需微调时，气缸7通气，使活塞10带动压合块9远离光杆1，且活塞10压缩弹簧8，压合块9连接的动滚轮4的轮表面与光杆1不接触，静滚轮5、动滚轮4共同对光杆1没有夹紧作用；需微调时，气缸7内气体排出，弹簧8的伸展推动气缸活塞10带动压合块9朝向光杆1运动，压合块9带动动滚轮4的轮表面向光杆1抵压，动滚轮4、静滚轮5共同夹紧光杆1，光杆1转动时光杆1与滚轮3间产生摩擦力，依靠摩擦力光杆1带动滚轮3一起转动，滚轮3的轮轴线相对于光杆1的轴线具有一偏角θ，该偏角θ使光杆1被滚轮3夹紧且光杆1转动时光杆1施给各滚轮3的摩擦力具有一平行于光杆1轴向的分力，使滚轮3的轮心相对于光杆1移动，由于滚轮3的轮轴固定在螺母装置的壳体2上，螺母装置的壳体2又与运动部件固定连接，因此运动部件相对于光杆1移动，控制光杆1的半径、光杆1的转速和偏角θ的大小，实现对运动部件微调程度的控制。通常将θ控制在2度左右，再配合对光杆1的半径的控制，即可达到微米级的传动，实现微调。

当光杆1的半径和光杆1的转速一定时，运动部件相对于光杆1的移动速度亦即微调程度由螺母装置中滚轮3的轴线相对于光杆1轴线的偏角θ决定，即只需调整该偏角θ的大小就可以控制微调的程度，螺母装置的制造要求降低了，可以节省加工成本。

滚轮3中一个为动滚轮4，其余都为静滚轮5，不会出现各滚轮3运动不同步从而导致传动装置打滑的现象，传动可靠。

为便于转动光杆1，光杆1的杆端具有手轮11。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于三坐标测量机的微调装置，所述三坐标测量机主要包括底座和运动部件，其特征在于：所述微调装置主要包括光杆（1）和螺母装置，所述光杆（1）与底座转动连接，所述螺母装置包括一壳体（2），该壳体（2）与所述运动部件固定连接，所述光杆（1）从壳体（2）中穿过，在该壳体（2）上设有至少三个滚轮（3），所述滚轮（3）均匀设置于所述光杆（1）周向外侧，所述滚轮（3）中一个为动滚轮（4），其余为静滚轮（5），所述静滚轮（5）的轮轴与壳体（2）固定连接，所述静滚轮（5）的轮表面与光杆（1）接触，一压下机构（6）与所述壳体（2）滑动连接，此压下机构（6）可沿垂直于光杆（1）轴向的方向运动；所述压下机构（6）具有动力单元，驱动该压下机构（6）推动所述动滚轮（4）的轮轴运动，使所述动滚轮（4）的轮表面抵接光杆（1）；所述滚轮（3）的轮轴线相对于光杆（1）的轴线均具有一偏角θ，该偏角θ使光杆（1）被滚轮（3）夹紧且光杆（1）转动时光杆（1）施给滚轮（3）的摩擦力具有一平行于光杆（1）轴向的分力。

2.根据权利要求1所述的用于三坐标测量机的微调装置，其特征在于：所述压下机构（6）主要包括气缸（7）、弹簧（8）和压合块（9），所述压合块（9）与壳体（2）滑动连接，此压合块（9）可沿垂直于光杆（1）轴线的方向运动，所述动滚轮（4）的轮轴与压合块（9）的一端固定连接，所述气缸（7）的活塞（10）作用在垂直于光杆（1）轴线的方向，所述压合块（9）的另一端固定连接所述活塞（10）的一端，所述活塞（10）的另一端与壳体（2）之间设置有所述弹簧（8），所述弹簧（8）作用在向光杆（1）轴线垂直压紧的方向上。

3.根据权利要求1所述的用于三坐标测量机的微调装置，其特征在于：所述光杆（1）的杆端具有手轮（11）。

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